CN114907028A - 一种钢渣改性剂及转炉钢渣改性处理的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢渣改性剂及转炉钢渣改性处理的方法，主要解决现有钢渣改性效果差、钢渣改性成本高的技术问题。技术方案为，一种钢渣改性剂，其化学成分的重量百分比为：C：3～11％，SiO2：10～50％，Al2O3：10～30％，CaO：5～25％，MgO：0.5～3.0％，Fe2O3：1～3％，各成分的重量百分比之和为100％。本发明钢渣改性剂原料为工业废弃物，来源广、制备工艺简单、生产成本低；钢渣改性剂与高温钢渣混合均匀，改性后钢渣中F.CaO的质量含量≤2.0％，F.MgO≤0.1％，改性后的钢渣性能稳定。
Description
技术领域
本发明涉及钢渣改性剂，特别涉及一种钢渣改性剂及转炉钢渣改性处理的方法，属于转炉钢渣改性及冶金钢渣处理技术领域。
背景技术
钢渣是钢铁生产中氧气转炉炼钢工序产生的大宗副产物之一，约占粗钢产量的10-15％，2019年中国粗钢产量9.96亿吨，产生的钢渣量约为1.2亿吨。
转炉钢渣主要为钙、硅、镁、铝、铁等金属氧化物和磷、硫非金属氧化物以及各类高熔点聚合物组成的复杂混合物，转炉钢渣中还残存有质量含量为3.5～8.5％的游离氧化钙(F.CaO)，以及质量含量为0.3～0.5％游离氧化镁(F.MgO)。
转炉钢渣中游离氧化钙、游离氧化镁存在缓慢水化、体积逐渐膨胀的特性，严重制约着钢渣在建筑、道路工程上的利用。
目前，我国的钢渣利用率不足30％，大量钢渣的堆存不仅占用土地，而且扬尘、污染土壤，给社会生活带来极大挑战。对钢渣进行改质处理，促使钢渣中不稳定的F.CaO在高温钢渣预处理过程中快速的反应消耗掉，使钢渣快速恢复高效资源化禀性，提高其在水泥、道路和建筑工程集料上的规模化高值利用已成为国内外研究的共识和热点。
但鉴于钢渣温度、成分的复杂性、粘度随温度变化的敏感性，钢渣高温改质处理存在改性剂难加入、难混匀以及补热困难等问题，很多研究仍局限在实验室阶段，工业化规模的实施进展缓慢。
公开号为CN101033117A的中国专利申请公开了一种钢渣处理添加剂，通过向高温熔融钢渣中添加粉煤灰、高炉渣、煤渣和煤粉组成的添加剂，利用添加剂中的SiO2、Al2O3和C在高温状态下与钢渣中的F.CaO、F.MgO、FeO反应，除去影响钢渣稳定性的F.CaO和F.MgO，同时还原回收金属铁。添加剂虽然容易获得，但添加剂与钢渣混兑的方式单一，添加剂与钢渣的混合受限，影响改质效果。
申请公布号为CN110055370A的中国专利申请公开了一种新型高温钢渣改质剂及改性预处理工艺，提出了利用单质硅物质和单质碳物质作为改质剂、通过向渣罐中预先加入单质硅物质和含单质碳物质、转炉出渣时再向渣罐中同时加入单质硅物质、出渣完毕后向物料中吹氮气、然后热闷处理的工艺方法。多点、多批次加入改质剂并吹氮气搅拌，增加改质剂与钢渣中不稳定成分接触反应的机会，但向渣罐内的钢渣中吹氮气不仅降低了钢渣的温度、提高钢渣粘度、阻碍活性成分的反应速度，而且增加了扬尘点和为消除扬尘而追加的投资及运行费用。
申请公布号为CN109022645A的中国专利申请公开了一种钢渣改性及综合利用系统和方法，提出了一种利用钢渣改性电弧炉补热熔化钢渣和改质剂，促使钢渣中游离氧化钙和氧化镁稳定化反应，同时还原回收钢渣中金属铁资源。这种工艺对钢渣改性控制灵活，效果明显，但投资大、运行费用高。
发明内容
本发明目的是提供一种钢渣改性剂及转炉钢渣改性处理的方法，主要解决现有钢渣改性效果差、钢渣改性成本高的技术问题。
本发明的技术方案是，一种钢渣改性剂，其化学成分的重量百分比为：C：3～11％，SiO2：10～50％，Al2O3：10～30％，CaO：5～25％，MgO：0.5～3.0％，Fe2O3：1～3％，各成分的重量百分比之和为100％。
本发明所述的钢渣改性剂的化学成分限定在上述范围内的理由如下：
C：钢渣属于氧化性渣，需要一定的物质与其进行反应，该物料要求性价比高，一般钢铁公司内部都有焦炭粉固废，可以将其进行利用，同时能还原出铁，提高铁的收得率。其化学反应式为，C+2FeO＝CO2+2Fe,但其加入不容易太多，要与渣中的氧化铁的配比性，同时考虑到公司内上的焦炭粉量，综合考虑，C：3～11％。
SiO2：对钢渣中的游离氧化钙和游离氧化镁进行改性，形成稳定性比较强的铝酸钙，其化学反应式分别为，CaO+SiO2＝CaSiO2、MgO+SiO2＝MgSiO2；但其加入量需要根据钢渣中的游离氧化钙和游离氧化镁含量而定，同时考虑到性价比的原因，采用粘土砖中时后就包含了SiO2；通过反复试验，其含量控制在10～50％。
Al2O3：对钢渣中的游离氧化钙进行改性，形成稳定性比较强的铝酸钙，其反应式为，CaO+Al2O3＝Ca(AlO2)2；但其加入量需要根据钢渣中的游离氧化钙含量而定，通过反复试验，其含量控制在10～30％。
CaO：对钢渣的改性要考虑经济性，钢渣由冶金企业产生，利用了冶金企业内部的粉煤灰、高炉渣中的SiO2、Al2O3等进行改性，但其中带来了含钙的物质，以氧化钙的含量加以体现，可以用于调整钢渣的酸碱度，其成分一般在5～25％。
MgO和Fe2O3：都属于氧化性物质，正常的物质中都含有此物质，可以用于调整钢渣的酸碱度，但不起主要作用，主要来自于改性剂中原料所带，MgO：0.5～3.0％，Fe2O3：1～3％。
本发明原料包括粉煤灰，焦炭粉，粘土砖和高铝砖的废料，高炉渣。
上述钢渣改性剂的制备方法，包括以下步骤：
1)按配比称量粉煤灰、焦炭粉、粘土砖和高铝砖的废料以及高炉渣，放入搅拌机内进行搅拌混匀5～8min；
2)将混匀料挤压成型粒径为1.0～5.0mm钢渣改性剂小球；
3)对改性剂小球进行烘干，得到成品钢渣改性剂。
所述粉煤灰为燃煤电厂排出的固体废物，粉煤灰成分的重量百分比为：SiO2：43-56％，Al2O3：20-32％，CaO：1.5-5.5％，MgO：0.6-2.0％，Fe2O3：4-10％。
所述焦炭粉的成分重量百分比为：SiO2≤6％，C≥90％；焦炭粉粒径为0.1-1.5mm。
所述粘土砖和高铝砖的废料的成分重量百分比为：SiO2：50-56％，Al2O3：35-40％，CaO：0.3-0.5％，MgO：0.1-0.2％，Fe2O3：1-2％；粘土砖和高铝砖的废料粒径为0.1-1.0mm；
所述高炉渣的成分重量百分比为：SiO2：26-42％，Al2O3：6-17％，CaO：39-49％，MgO：0.1-1.0％，Fe2O3：0.1-1.0％；高炉渣粒径为0.1-0.5mm。
用上述钢渣改性剂对转炉钢渣进行改性处理的方法，包括以下步骤：
1)在转炉内对转炉钢渣进行改性，转炉出钢结束后通过料仓向转炉内熔融钢渣中加入钢渣改性剂，钢渣改性剂的加入量为10～15kg/吨钢渣；
2)在渣罐内对转炉钢渣进行改性，将钢渣从转炉倒入装有钢渣改性剂的渣罐进行改性处理，钢渣改性剂的加入量为渣罐内熔融钢渣质量的2～3kg/吨钢渣；
3)对钢渣进行粒化处理，用滚筒法液态钢渣处理装置对钢渣进行处理，将渣罐内熔融钢渣进行快冷粒化，得到粒径≤20mm的钢渣，钢渣中F.CaO的质量含量≤2.0％，F.MgO≤0.1％。
上述改性后的钢渣经在线磁选、筛分，粒/块状金属铁(俗称渣钢)直接返炼钢工序回用，颗粒状钢渣(俗称尾渣)直接送用户资源化利用。
本发明所述的转炉内熔融钢渣的化学成分质量百分比为：CaO：37.0-45.0％，SiO2：11.0-15.0％，Al2O3：1.0-2.0％，MgO：9.0-12.0％，MnO：2.0-4.5％，FeO：8.5-13.0％，T.Fe：18.0-23.0％，P2O5：1.2-2.4％，F.CaO：3.5-8.5％，F.MgO：0.3-0.5％。
本发明对转炉钢渣进行改性采取的工艺参数的理由如下：
1、在转炉内对转炉钢渣进行改性所用钢渣改性剂的设定
转炉出钢完毕，通过料仓向转炉内的熔融钢渣中加入经过计量的颗粒状钢渣改性剂，利用转炉内熔融炉渣和高温炉壁(1500-1600℃)所具有的巨大的热容将改性剂快速熔化，实现改性剂和钢渣的初步液-液态混合，改性剂中的焦炭粉和熔渣中的部分FeO快速反应生成二氧化碳和金属铁，改性剂中的Al2O3、SiO2与炉渣中的F.CaO反应生成性能稳定的硅酸盐(硅酸三钙、硅酸二钙和铁酸钙)和铝酸盐(铁铝酸钙)。改性剂在炉底熔融钢渣和高温炉壁的加热下快速熔化，并与熔渣液液接触，初步混合。
改性剂熔化后，其中的焦炭粉与炉渣中的部分氧化铁(氧化亚铁和三氧化二铁的统称)迅速发生化学反应生成二氧化碳和金属铁，改性剂中原有的氧化铝、氧化硅与炉渣中的游离氧化钙继续发生连锁反应，生成性能稳定的铝酸盐和硅酸盐(如硅酸钙、铝酸钙、硅铝酸钙、铁铝酸钙等)，达到钢渣高温改质的目的，同时将钢渣中部分氧化铁还原出来，增加金属收得率。转炉内熔融钢渣中含有质量含量为3.5～8.5％的游离氧化钙以及质量含量为0.1～0.5％游离氧化镁，根据改性剂中组分与转炉钢渣中游离氧化钙、游离氧化镁反应计算及试验室试验研究，经综合考虑，本发明设定钢渣改性剂的加入量为10～15kg/吨钢渣。
2、在渣罐内对转炉钢渣进行改性所用钢渣改性剂的设定
转炉钢渣在转炉内进行改性的动力条件较差，存在反应不完全的现象，申请人经试验研究发现，在转炉内完成改性的转炉钢渣质量占其总质量的比例≥80％；申请人通过在渣罐内对转炉钢渣进行进一步改性，利用转炉钢渣从转炉倒入钢渣罐内存在的高度差而增加动能，弥补转炉钢渣动力条件差的问题，作为在转炉内对转炉钢渣进行改性的补充，确保转炉钢渣全部完成改性。
转炉倒渣，将经过炉内高温改质处理过的转炉熔渣和改性剂一并倒入事先装有钢渣改性剂的渣罐中，倾炉倒渣过程加速熔渣和改性剂的进一步混合。熔融钢渣和改性剂以一定的动能和速度冲入渣罐内的钢渣改性剂内，剧烈搅拌、二次混合，钢渣改性剂中的氧化铝、氧化硅与钢渣中残余的游离氧化钙再次反应、消解，达到钢渣的热态改质、稳定化目的；其化学反应式为，Al2O3+CaO＝Ca(AlO2)2；SiO2+CaO＝CaSiO3；MgO+SiO2＝MgSiO2。
铝酸盐和硅酸盐的生成提高了钢渣的胶凝活性，为改质后钢渣的高值利用创造了条件。
转炉出渣时，在渣罐内事先加入钢渣改性剂，依靠转炉熔渣从转炉到渣罐的高度差所产生的冲击力实现熔渣与改性剂的二次混合以及熔渣与钢渣改性剂的混合、搅拌，在接下来的渣罐从转炉接渣工位转运到渣处理工位的过程中，渣罐中的熔渣一直处于高温熔融状态，这个过程一般可以维持0.5-2.0小时，视渣罐转运距离而异，为熔渣中残余F.CaO的稳定化反应提供了充足的反应时间。经综合考虑，本发明设定钢渣改性剂为渣罐内熔融钢渣质量的2～3kg/吨钢渣，其为在转炉内加入的转炉钢渣改性剂质量的20％。
3、对钢渣进行粒化处理工艺的设定
采用宝钢滚筒法液态钢渣处理装置对熔融钢渣进行快冷粒化处理，热态改质处理后的炼钢熔渣被滚筒工艺快冷处理成的粒径小于20mm的粒状钢渣，钢渣中F.CaO的质量含量≤2.0％，F.MgO≤0.1％，改性后的钢渣性能稳定，用于水泥熟料、沥青混个凝土骨料等高价值工程建设领域。
因此，本专利在不影响炼钢工艺和不增加额外工艺设备的条件下，实现转炉熔渣的炉内、外改质，F.CaO消解充分，钢渣的稳定性极大提高，为后续高价值利用创造了条件。
本发明相比现有技术具有如下积极效果：1、本专利方法实现了转炉钢渣在线热态改质处理，工艺简单，投资少，本发明钢渣改性剂与高温钢渣混合均匀，改质充分，钢渣中F.CaO的质量含量≤2.0％，F.MgO≤0.1％，改性后的钢渣性能稳定，不产生任何环境污染排放物。2、本专利方法改质处理后的颗粒状钢渣化学稳定性好、胶凝活性高，可以用于水泥熟料，也可以直接作为高品质骨料用于钢渣混凝土、钢渣沥青路面混凝土、特种除锈剂等高价值工程领域，发挥粒状钢渣特有的性能优势和资源价值。3、本发明钢渣改性剂原料为工业废弃物，来源广、制备工艺简单、生产成本低。
具体实施方式
下面结合实施例1～2对本发明做进一步说明，如表1、2所示。
实施例1，某钢厂250吨转炉，每炉排渣25吨左右,熔渣二元碱度3.52，F.CaO含量5.30％。
用钢渣改性剂对转炉钢渣进行改性的方法，包括以下步骤：
1)在转炉内对转炉钢渣进行改性，当转炉出钢完毕，摇炉复正；通过料仓向转炉内熔融钢渣中加入粒径为1.0～5.0mm的钢渣改性剂375kg，改性剂受热熔化，与炉渣液-液态混合，改性剂与熔渣中不稳定成分的高效反应，钢渣改性剂的成分见表1；
2)在渣罐内对转炉钢渣进行改性，将钢渣从转炉倒入装有钢渣改性剂的渣罐进行改性处理，渣罐内钢渣改性剂加入量为50kg；
3)对钢渣进行粒化处理，渣罐从转炉下经渣罐台车转运到钢渣处理工位，用滚筒法液态钢渣处理装置对钢渣进行处理，将渣罐内熔融钢渣进行快冷粒化，得到粒径≤20mm的钢渣，钢渣中F.CaO的质量含量为1.25％，F.MgO的质量含量为为0.1％。
粒状钢渣经在线磁选、筛分，粒/块状金属铁(俗称渣钢)直接返炼钢工序回用，粒状钢渣(俗称尾渣)最大粒径20mm以内，其中小于10mm的粒渣不低于85％，粒渣中的游离氧化钙下降至1.25％，游离氧化镁下降至0.1％满足水泥行业和道路、建筑工程基本要求，作为高性能商品渣直接送用户开展高价值资源化利用。
表1本发明实施例1钢渣改性剂及钢渣的化学成分，单位：重量百分比。
| 化学成分 | CaO | SiO<sub>2</sub> | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | MgO | MnO | F.CaO | F.MgO | FeO | Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | C |
| 钢渣改性剂 | 25.15 | 34.95 | 20.01 | 1.50 | - | - | - | - | 1.80 | 10.0 |
| 改性前的钢渣 | 40.25 | 11.42 | 1.71 | 10.60 | 2.53 | 5.30 | 0.4 | 11.36 | 19.18 | - |
| 改性后的钢渣 | 39.07 | 12.32 | 3.16 | 8.05 | 2.33 | 1.25 | 0.1 | 7.90 | 15.40 | - |
如表1所示，实施例1中钢渣改性剂、改性前的钢渣和改性后的钢渣的二元碱度R分别为0.72，3.52，3.17。
实施例2，某钢厂300吨转炉，采用溅渣护炉工艺延长炉龄，每炉排渣25吨左右,熔渣二元碱度3.92，F.CaO含量6.50％。
用钢渣改性剂对转炉钢渣进行改性的方法，包括以下步骤：
1)在转炉内对转炉钢渣进行改性，当转炉出钢完毕，摇炉复正，根据炉渣性能从料仓计量放入溅渣护炉用调渣剂，下枪吹氮搅拌3～5分钟，完成溅渣护炉作业；通过料仓向转炉内熔融钢渣中加入粒径为1.0～5.0mm的钢渣改性剂250kg，改性剂受热熔化，与炉渣液-液态混合，改性剂与熔渣中不稳定成分的高效反应，钢渣改性剂的成分见表2；
2)在渣罐内对转炉钢渣进行改性，将钢渣从转炉倒入装有钢渣改性剂的渣罐进行改性处理，渣罐内钢渣改性剂加入量为75kg；
3)对钢渣进行粒化处理，渣罐从转炉下经渣罐台车转运到钢渣处理工位，用滚筒法液态钢渣处理装置对钢渣进行处理，将渣罐内熔融钢渣进行快冷粒化，得到粒径≤20mm的钢渣，钢渣中F.CaO的质量含量为1.73％，F.MgO的质量含量为为0.1％。
粒状钢渣经在线磁选、筛分，粒/块状金属铁(俗称渣钢)直接返炼钢工序回用，颗粒状钢渣(俗称尾渣)粒径小于30mm，其中小于10mm的粒渣约92％，粒渣中的游离氧化钙下降至1.73％，游离氧化镁下降至0.1％满足水泥行业和道路、建筑工程基本要求，作为高性能商品渣直接送用户开展高价值资源化利用。
表2本发明实施例2改性剂及钢渣的化学成分，单位：重量百分比。
| 化学成分 | CaO | SiO<sub>2</sub> | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | MgO | MnO | F.CaO | F.MgO | FeO | Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | C |
| 钢渣改性剂 | 24.80 | 38.90 | 21.00 | 1.50 | - | - | - | - | 1.80 | 11 |
| 改性前的钢渣 | 40.65 | 11.38 | 1.90 | 10.80 | 2.25 | 6.50 | 0.3 | 10.36 | 17.35 | - |
| 改性后的钢渣 | 39.60 | 14.39 | 4.37 | 7.96 | 2.10 | 1.73 | 0.1 | 7.10 | 13.50 | - |
如表2所示，实施例2中钢渣改性剂、改性前的钢渣和改性后的钢渣的二元碱度R分别为0.64，3.57，2.75。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种钢渣改性剂，其特征是，其化学成分的重量百分比为：其化学成分的重量百分比为：C：3～11％，SiO2：10～50％，Al2O3：10～30％，CaO：5～25％，MgO：0.5～3.0％，Fe2O3：1～3％，各成分的重量百分比之和为100％。
2.如权利要求1所述的钢渣改性剂，其特征是，所述的钢渣改性剂由粉煤灰、焦炭粉、粘土砖和高铝砖的废料、高炉渣这些原料按权利要求1成分配制。
3.如权利要求2所述的钢渣改性剂，其特征是，所述的原料其组成成分的重量百分比为：粉煤灰：SiO2：43-56％，Al2O3：20-32％，CaO：1.5-5.5％，MgO：0.6-2.0％，Fe2O3：4-10％；焦炭粉：SiO2≤6％，C≥90％；粘土砖和高铝砖的废料：SiO2：50-56％，Al2O3：35-40％，CaO：0.3-0.5％，MgO：0.1-0.2％，Fe2O3：1-2％；高炉渣：SiO2：26-42％，Al2O3：6-17％，CaO：39-49％，MgO：0.1-1.0％，Fe2O3：0.1-1.0％；所述焦炭粉粒径为0.1-1.5mm，所述粘土砖和高铝砖的废料粒径为0.1-1.0mm，所述高炉渣粒径为0.1-0.5mm。
4.一种权利要求1所述的钢渣改性剂的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
1)按配比称量粉煤灰、焦炭粉、粘土砖和高铝砖的废料以及高炉渣，放入搅拌机内进行搅拌混匀5～8min；
2)将混匀料挤压成型粒径为1.0～5.0mm钢渣改性剂小球；
3)对改性剂小球进行烘干，得到成品钢渣改性剂。
5.一种用权利要求1所述的钢渣改性剂对转炉钢渣进行改性处理的方法，其特征是，包括以下步骤：
1)在转炉内对转炉钢渣进行改性，转炉出钢结束后通过料仓向转炉内熔融钢渣中加入钢渣改性剂，钢渣改性剂的加入量为10～15kg/吨钢渣；
2)在渣罐内对转炉钢渣进行改性，将钢渣从转炉倒入装有钢渣改性剂的渣罐进行改性处理，钢渣改性剂的加入量为渣罐内熔融钢渣质量的2～3kg/吨钢渣；
3)对钢渣进行粒化处理，用滚筒法液态钢渣处理装置对钢渣进行处理，将渣罐内熔融钢渣进行快冷粒化，得到粒径≤20mm的钢渣，钢渣中F.CaO的质量含量≤2.0％，F.MgO≤0.1％。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115807138A (zh) * | 2022-12-20 | 2023-03-17 | 中冶京诚工程技术有限公司 | 钢渣在线处理系统及钢渣在线处理方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101033117A (zh) * | 2006-03-09 | 2007-09-12 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种钢渣处理添加剂 |
| JP2008120607A (ja) * | 2006-11-08 | 2008-05-29 | Jfe Steel Kk | 製鋼スラグの処理方法 |
| CN101328517A (zh) * | 2008-07-25 | 2008-12-24 | 武汉钢铁(集团)公司 | 一种钢渣安定性改质剂及钢渣安定性处理方法 |
| CN102719574A (zh) * | 2011-03-29 | 2012-10-10 | 鞍钢股份有限公司 | 一种转炉钢渣安定性改质剂及其使用方法 |
| CN103789467A (zh) * | 2014-02-19 | 2014-05-14 | 中冶建筑研究总院有限公司 | 一种块状钢渣重熔还原改性处理方法 |
| CN110055370A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-07-26 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种新型高温钢渣改质剂及改性预处理工艺 |
-
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101033117A (zh) * | 2006-03-09 | 2007-09-12 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种钢渣处理添加剂 |
| JP2008120607A (ja) * | 2006-11-08 | 2008-05-29 | Jfe Steel Kk | 製鋼スラグの処理方法 |
| CN101328517A (zh) * | 2008-07-25 | 2008-12-24 | 武汉钢铁(集团)公司 | 一种钢渣安定性改质剂及钢渣安定性处理方法 |
| CN102719574A (zh) * | 2011-03-29 | 2012-10-10 | 鞍钢股份有限公司 | 一种转炉钢渣安定性改质剂及其使用方法 |
| CN103789467A (zh) * | 2014-02-19 | 2014-05-14 | 中冶建筑研究总院有限公司 | 一种块状钢渣重熔还原改性处理方法 |
| CN110055370A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-07-26 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种新型高温钢渣改质剂及改性预处理工艺 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 《高炉砌筑》编写组: "高炉砌筑", 冶金工业出版社, pages: 59 - 60 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115807138A (zh) * | 2022-12-20 | 2023-03-17 | 中冶京诚工程技术有限公司 | 钢渣在线处理系统及钢渣在线处理方法 |
| CN115807138B (zh) * | 2022-12-20 | 2024-03-15 | 中冶京诚工程技术有限公司 | 钢渣在线处理系统及钢渣在线处理方法 |
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